确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统和方法

文档序号:656712 发布日期:2021-04-27 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统和方法 (System and method for determining and displaying automatic flight approach and landing capability ) 是由 褚江萍 吴磊 许健 于 2020-10-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于飞行器的确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统。本发明的系统包括飞行管理系统、自动飞行系统和人机交互系统。其中自动飞行系统能够基于进近着陆程序以及监测参数确定对应于当前飞行状态、能够满足飞行器的安全着陆要求的决断高、决断高度的安全范围;以及读取当前设定的决断高、决断高度的值,将当前设定的决断高、决断高度的值和安全范围的最小值进行比对,并基于比对结果对外输出信息。本发明实现了飞机进近和着陆能力的智能评估以及告警信息提示的智能化,节省了飞行员分析和理解告警信息的时间,减轻飞行员飞行中的工作负荷。(The invention relates to a system for determining and displaying automatic flight approach and landing capability for an aircraft. The system comprises a flight management system, an automatic flight system and a human-computer interaction system. The automatic flight system can determine a decision height and a safety range of the decision height corresponding to the current flight state and capable of meeting the safe landing requirement of the aircraft based on the approach landing program and the monitoring parameters; and reading the currently set values of the decision height and the decision height, comparing the currently set values of the decision height and the decision height with the minimum value of the safety range, and outputting information outwards based on the comparison result. The invention realizes the intelligent evaluation of the approaching and landing capability of the airplane and the intelligentization of the warning information prompt, saves the time for the pilot to analyze and understand the warning information and lightens the workload of the pilot in flight.)

确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统和方法

技术领域

本发明涉及民用航空领域,具体涉及一种用于飞行器的确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统和方法。

背景技术

在现代民用飞行器驾驶舱显示系统的设计中,评估飞行器的进近和着陆能力、以及提供关于评估结果的告警等方面是航电设计中的重点。现有的对于飞行器的进近和着陆能力的评估不少还要依靠飞行员自行进行判断,或者依靠较为复杂的逻辑来进行判断,因而评估过程较长、结果不够准确。而现有的飞行器普遍使用的告警消息方式通常为:在FMA或CAS窗口中使用APPR2 ONLY、NO AUTOLAND等字符串方式提示告警状态,这样的告警方式不够简洁和智能,无法直观地提示飞行员自动进近及着陆能力降级后飞行员改进行的下一步操作,也无法提示飞行员当前决断高/高度设定是否与飞机当前自动进近及着陆能力相匹配。现有的依靠标准程序喊话规范飞行员操作的方式,增加了飞行员操作记忆项和工作负荷。

因此,需要提供一种用于飞行器的确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统,以至少部分地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于,提供一种用于飞行器的确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统和方法。本发明实现了飞机进近和着陆能力的智能评估。并且,本发明给出的显示方法能够直观、清晰,在决断高、决断高度的显示窗口处,有针对性地给予飞行员当前决断高、决断高度设置是否符合自动进近及着陆能力的提示和告警。并且,当前决断高、决断高度设置不匹配进近及着陆能力,则飞行员只需根据实际进近及着陆能力相应修改决断高、决断高度的设置即可解除告警状态,实现了告警信息提示的智能化,节省了飞行员分析和理解告警信息的时间,减轻飞行员飞行中的工作负荷。

根据本发明的一个方面,提供了一种用于飞行器的确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统,所述系统包括飞行管理系统、自动飞行系统和人机交互系统。所述飞行管理系统被配置为能够启动飞行器的自动进近着陆程序、完成决断高、决断高度的值的设定以及通过飞行管理系统采集无线电高度表、GPS、仪表着陆系统的监测参数。所述自动飞行系统与所述飞行管理系统通信地连接并且被配置为能够:基于所述进近着陆程序以及所述监测参数确定对应于当前飞行状态、能够满足所述飞行器的安全着陆要求的决断高、决断高度的安全范围;读取当前设定的决断高、决断高度的值,将所述当前设定的决断高、决断高度的值和所述安全范围的最小值进行比对,并基于比对结果对外输出信息。所述人机交互系统包括通信地连接的控制板和显示装置,显示装置被配置为能够接收来自所述自动飞行系统的、有关自动飞行进近及着陆能力的信息。其中,所述自动飞行系统被配置为能够从所述飞行管理系统或所述控制板处读取所述当前设定的决断高、决断高度的值。

根据本方案,能够直观、清晰且有针对性地给予飞行员当前决断高、决断高度设置是否符合自动进近及着陆能力的提示。该系统实现了告警信息提示的智能化,节省了飞行员分析和理解告警信息的时间,减轻飞行员飞行中的工作负荷。

在一种实施方式中,所述人机交互系统被配置为能够:供飞行员输入决断高、决断高度的值从而作为所述设定的决断高、决断高度的值;在所述自动飞行系统经由所述显示装置向飞行员推荐决断高、决断高度的值的情况下供飞行员操作以选择,从而将选择结果作为所述设定的决断高、决断高度的值。

根据本方案,给出了基于人机交互系统而能够实现的更详细的实施方式。

在一种实施方式中,所述系统还被配置为能够根据飞机自身系统能力基于当前飞行参数自动确定决断高、决断高度的值,并将其作为设定的决断高、决断高度的值。

在一种实施方式中,所述系统被配置为当所述当前设定的决断高、决断高度的值小于所述安全范围的最小值时,通过所述显示装置对外告警。

在一种实施方式中,所述自动飞行系统被配置为当所述当前设定的决断高、决断高度的值小于所述安全范围的最小值时,通过所述显示装置提醒飞行员重新设定决断高、决断高度的值。

根据上述几种方案,给出了几种设定决断高、决断高度的具体方案,使用者和厂商能够根据需要进行设置和选择。

在一种实施方式中,所述显示装置被配置为具有普通显示模式和告警显示模式,在所述告警显示模式下所述系统能够通过将读数使用不同于所述普通显示模式的颜色的方式对外告警。可以理解,本发明并不限定具体的告警方式,听觉告警、触觉告警等方式都依然落入本发明所要求保护的范围中。

根据本方案,以清晰可见的方式对外告警,能够避免操作者遗失告警信息,从而能够提升安全系数。

根据本发明的另一方面,提供了一种通过上述方案中任意一项所述的系统确定和显示自动飞行进近及着陆能力的方法,所述方法包括如下步骤:启动飞行器的自动进近着陆程序;设定决断高、决断高度的值;通过飞行管理系统采集无线电高度表、GPS、仪表着陆系统的监测参数;通过自动飞行系统基于所述进近着陆程序以及所述监测参数确定对应于当前飞行状态从而能够满足所述飞行器的安全着陆要求的决断高、决断高度的安全范围;通过自动飞行系统从所述飞行管理系统或人机交互系统的控制板处读取当前设定的决断高、决断高度的值;通过自动飞行系统将所述当前设定的决断高、决断高度的值和所述安全范围的最小值进行比对,并将比对结果通过显示系统对外展示。

根据本方案,能够直观、清晰且有针对性地给予飞行员当前决断高、决断高度设置是否符合自动进近及着陆能力的提示。该系统实现了告警信息提示的智能化,节省了飞行员分析和理解告警信息的时间,减轻飞行员飞行中的工作负荷。

在一种实施方式中,所述方法还包括通过飞行员经由人机交互系统手动输入或激活FMS中的默认参数从而设定决断高、决断高度的值。

在一种实施方式中,所述方法还包括根据飞机自身系统能力基于当前飞行参数自动确定决断高、决断高度的值从而将其作为设定的决断高、决断高度的值。

在一种实施方式中,所述方法还包括根据所述进近着陆程序推荐决断高、决断高度的值以供飞行员选择、并将飞行员的选择结果作为设定的决断高、决断高度的值。

根据上述几种方案,给出了几种设定决断高、决断高度的具体方案,使用者和厂商能够根据需要进行设置和选择。

在一种实施方式中,当所述当前设定的决断高、决断高度的值小于所述安全范围的最小值时,通过所述显示装置对外告警。可以理解,本发明并不限定具体的告警方式,听觉告警、触觉告警等方式都依然落入本发明所要求保护的范围中。

根据本方案,给出了具体的告警逻辑。

在一种实施方式中,所述方法还包括:当所述当前设定的决断高、决断高度的值小于所述安全范围的最小值时,通过显示系统提醒飞行员重新设定决断高、决断高度的值。

根据本方案,提供了供飞行员手动纠错的机制。

在一种实施方式中,当所述当前设定的决断高、决断高度的值小于所述安全范围的最小值时,通过所述显示装置将读数使用不同于普通状态的颜色的方式对外告警。

根据本方案,以清晰可见的方式对外告警,能够避免操作者遗失告警信息,从而能够提升安全系数。

本发明所提供的方法和系统直观简洁,能减少飞行员获取信息及处理信息的时间,减轻工作负荷,降低人为错误的发生几率。系统实现框架设计完整,包含多系统协同交联,保证人机交互的有效性和信息传递的完整性。驱动逻辑创新性地在决断高、决断高度区域显示进近能力不匹配告警,有针对性地提示飞行员正确的操作程序。

附图说明

为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能,可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解,附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式,对本发明的范围没有任何限制作用,图中各个部件并非按比例绘制。

图1为根据本发明的一种优选实施方式的系统的通信示意图;

图2为该优选实施方式中的方法的逻辑示意图;

图3为该优选实施方式中的决断高、决断高度的正常显示示意图;

图4为该优选实施方式中的决断高、决断高度的告警显示示意图;

图5为该优选实施方式的系统中的自动飞行控制面板的示意图。

具体实施方式

现在参考附图,详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式,本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式,所述其他方式同样落入本发明的范围。

本发明提供了一种用于飞行器的确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统和方法,下面将结合图1-图5,对根据本发明的优选实施方式进行描述。

首先参考图1,有一种优选实施方式中,用于飞行器的确定和显示自动飞行进近及着陆能力的系统包括飞行管理系统和自动飞行系统以及人机交互系统。自动飞行系统和飞行管理系统通信地连接,显示系统和自动飞行系统通信地连接。并且,操作者能够通过自动飞行控制板调整自动飞行系统,操作者也能够通过飞行管理页面查看飞行管理系统。自动飞行控制板的界面在图5中示出。

进一步地,飞行管理系统被配置为能够启动飞行器的自动进近着陆程序、完成决断高、决断高度的值的设定以及通过飞行管理系统采集无线电高度表、GPS、仪表着陆系统的监测参数。自动飞行系统能够基于进近着陆程序以及监测参数确定对应于当前飞行状态、能够满足飞行器的安全着陆要求的决断高、决断高度的安全范围。并且,自动飞行系统还能够读取当前设定的决断高、决断高度的值,将当前设定的决断高、决断高度的值和安全范围的最小值进行比对,并基于比对结果对外输出信息。人机交互系统包括彼此通信地连接的控制板和显示装置,显示装置被配置为能够接收来自自动飞行系统的、有关自动飞行进近及着陆能力的信息。最终,显示系统通过PFD显示页面或其他显示页面对外显示信息。其中,自动飞行系统能够从飞行管理系统或者人机交互系统的控制板处读取当前设定的决断高、决断高度的值。

显示系统还包括人机交互系统(例如如图1所示的显示控制板),人机交互系统被配置为能够供飞行员输入决断高、决断高度的值从而作为设定的决断高、决断高度的值。或者,在自动飞行系统经由显示装置向飞行员推荐决断高、决断高度的值的情况下,飞行员通过人机交互系统做出选择,从而将选择结果作为设定的决断高、决断高度的值。

其中,设定决断高、决断高度值能够通过多种方式实现。例如,系统还被配置为能够根据飞机自身系统能力基于当前飞行参数自动确定决断高、决断高度的值,并将其作为设定的决断高、决断高度的值。或者,系统被配置为当当前设定的决断高、决断高度的值小于安全范围的最小值时,通过显示装置对外告警。或者,自动飞行系统被配置为当当前设定的决断高、决断高度的值小于安全范围的最小值时,通过显示装置提醒飞行员重新设定决断高、决断高度的值。

参考图3和图4,显示装置被配置为具有普通显示模式(见图3)和告警显示模式(见图4),显示界面包含了类型(BARO/RADIO)和读数两个部分。告警显示模式的决断高、决断高度的读数的颜色或背景色不同于普通显示模式。在告警显示模式下系统能够通过将读数使用不同于普通显示模式的颜色的方式对外告警。例如,图4中,数值“50”所示的部分可以显示为黄色。

下面参考图2,对通过上文的系统实现的方法进行描述。该方法包括如下步骤:启动飞行器的自动进近着陆程序;设定决断高、决断高度的值;通过飞行管理系统采集无线电高度表、GPS、仪表着陆系统的监测参数;通过自动飞行系统基于进近着陆程序以及监测参数确定对应于当前飞行状态从而能够满足飞行器的安全着陆要求的决断高、决断高度的安全范围;通过自动飞行系统从飞行管理系统读取当前设定的决断高、决断高度的值;通过自动飞行系统将当前设定的决断高、决断高度的值和安全范围的最小值进行比对,并将比对结果通过显示系统对外展示。

其中,若设定的值大于安全范围的最小值,那么判定该设定值符合当前自动飞行系统进近能力,此时以图3所示的普通模式向外展示结果;若设定的值小于安全范围的最小值,那么判定该设定值不符合当前自动飞行系统进近能力,此时以图4所示的告警模式向外展示结果。

进一步地,所述方法还包括通过飞行员经由人机交互系统手动输入或激活FMS中的默认参数从而设定决断高、决断高度的值。或者,所述方法还包括根据飞机自身系统能力基于当前飞行参数自动确定决断高、决断高度的值从而将其作为设定的决断高、决断高度的值。或者,所述方法还包括根据所述进近着陆程序推荐决断高、决断高度的值以供飞行员选择、并将飞行员的选择结果作为设定的决断高、决断高度的值。

优选地,当所述当前设定的决断高、决断高度的值小于所述安全范围的最小值时,通过显示系统提醒飞行员重新设定决断高、决断高度的值。同样优选地,当所述当前设定的决断高、决断高度的值小于所述安全范围的最小值时,通过所述显示装置将读数使用不同于普通状态的颜色的方式对外告警。例如,在图4中,“50”所示的部分可以被显示为黄色。

更具体地,飞行机组可通过自动飞行控制板预位自动进近/着陆系统指令(APPR/LAND)。并且,飞行机组通过飞管页面设定进近着陆程序,可选择由系统根据飞机自身系统能力判断出可使用的最高进近及着陆等级,或由飞行员手动设置低于系统最高进近及着陆能力的自动进近/着陆等级,飞管系统还将根据设定的进近着陆程序提供默认推荐的、符合自动进近/着陆等级的决断高、决断高度数值。自动飞行系统与飞管系统交联,确定当前接通及预位的飞行模式,并根据设定的进近着陆程序、自动进近/着陆等级及当前飞机系统状态,确定自动飞行系统进近能力。飞行机组可通过显示控制板手动设定决断高度或选择使用系统推荐的默认决断高、决断高度数值。自动飞行系统向显示系统发送当前设定的决断高、决断高度是否符合自动飞行系统的进近能力的判定结果。显示系统在主飞行显示画面(PFD)上根据判定结果显示正常或告警模式的决断高、决断高度,以提示飞行员是否需要进一步操作,如重新设定决断高、决断高度。

本发明所提供的方法和系统直观简洁,能减少飞行员获取信息及处理信息的时间,减轻工作负荷,降低人为错误的发生几率。系统实现框架设计完整,包含多系统协同交联,保证人机交互的有效性和信息传递的完整性。驱动逻辑创新性地在决断高、决断高度区域显示进近能力不匹配告警,有针对性地提示飞行员正确的操作程序。

本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述,以上教导的领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此,虽然具体描述了一些替代实施方式,本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型,以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。

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